[发明专利]一种仿生水下皮皮虾机器人通信系统

说明书

本发明涉及水下机器人研发与测试技术领域，具体公开了一种仿生水下皮皮虾机器人通信系统，包括仿生水下皮皮虾机器人和水上控制平台，仿生水下皮皮虾机器人通过传输信道连接水上控制平台，仿生水下皮皮虾机器人包括微处理器、采集模块、通信模块和充放电控制模块，通信模块包括光通信模块、移动通信模块和声波通信模块，本发明的仿生水下皮皮虾机器人具备三种不同的通信方式：光通信、声波通信和移动通信，使用时可以灵活使用，不同环境、水深度等情况下选择不同通信方式，能够最大限度地发挥三者的优势同时避免了三者的自身缺点，使得仿生水下皮皮虾机器人能够在较远距离、较大范围的进行使用，实现快速、高效率的通信，适合推广使用。

技术领域

本发明涉及水下机器人研发与测试技术领域，具体为一种仿生水下皮皮虾机器人通信系统。

背景技术

我国拥有内海和外海水域面积约470万平方千米，其中海洋资源不可估计，目前我国陆地资源开发已逐渐饱和，海洋资源开发在未来具有重要战略地位。国内高校、企业和教育组织加大对水下机器人的研发，同时促进水下机器人相关测试设备的研究开发。

在人眼中，海水下的环境好似一幅平淡无奇的暗蓝色画面；可是在许多习惯水中生活的动物眼睛中，水下画面是一幅具有偏振图像的宏大景象。虾蛄，又称“皮皮虾”，正是这样一种习惯在水中生活的动物，它的眼睛可以采集到偏振光信息。研究人员模仿皮皮虾设计出仿生水下皮皮虾机器人,但是目前仿生水下皮皮虾机器人的水下通信系统还不够完善,目前机器人常用的全球卫星导航系统，例如美国GPS系统、中国北斗系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略系统，都是基于卫星的无线电导航定位系统，可以为手机、电子产品、地面车辆、水面舰船、空中飞机，提供精准的定位与导航服务,但是,卫星导航定位系统的信号是通过无线电波发送的，无线电波却很难穿透厚厚水层。因而，仿生水下皮皮虾机器人受到根据水的深度等影响因素,无法较好的利用全球卫星定位导航体系终端，来完成定位导航通信使命,为了解决上述问题,因此,设计一种仿生水下皮皮虾机器人通信系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生水下皮皮虾机器人通信系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种仿生水下皮皮虾机器人通信系统，包括仿生水下皮皮虾机器人和水上控制平台，所述仿生水下皮皮虾机器人通过传输信道连接水上控制平台，所述仿生水下皮皮虾机器人包括微处理器、采集模块、通信模块和充放电控制模块，所述采集模块、通信模块、充放电控制模块分别连接微处理器，所述通信模块包括光通信模块、移动通信模块和声波通信模块，所述光通信模块包括光控制单元、光信号收发链路、光发射器和光接收器，所述光控制单元与光信号收发链路相连，所述光信号收发链路分别与光发射器和光接收器相连；所述移动通信模块包括5G系统芯片、移动信号收发链路以及天线，所述5G系统芯片与移动信号收发链路相连，所述移动信号收发链路与天线相连；所述声波通信模块包括声波控制单元、声波信号收发链路、声波发射器和声波接收器，所述声波控制单元与声波信号收发链路相连，所述声波信号收发链路分别与声波发射器和声波接收器相连；所述水上控制平台包括远程控制模块。

进一步的，所述水上控制平台为漂浮于水面的可移动设备，所述水上控制平台和外部总控制中心无线连接，水上控制平台用于为仿生水下皮皮虾机器人和外部总控制中心提供通信中继功能，可以保证仿生水下皮皮虾机器人和外部总控制中心能够建立有效连接，提高通信质量，水上控制平台可以随着仿生水下皮皮虾机器人移动而调整自身位置，水上控制平台实时监控仿生水下皮皮虾机器人，确保通信质量。

进一步的，所述充放电控制模块包括电池。

进一步的，所述仿生水下皮皮虾机器人的通信模块中的光通信模块、声波通信模块、移动通信模块和水上控制平台的通信模块之间相连，用于电信号和声波、光信号之间的相互转换，以适应于多种不同的传输介质。